初中物理 人教版 九年级全册 第十四章 内能的利用 热量和热值 燃烧效率 课后微练习 1

初中物理人教版九年级全册第十四章内能的利用热量和热值燃烧效率课后微练习 1
燃烧效率课后微练习
班级______ 姓名__________学号_______
1．用太阳能热水器给40千克的水加热，水温由18℃升高到36℃，若用燃烧值为3．0×107
焦耳/千克的煤给上述的水加热，其效率为20％，则需要燃烧约千克煤。

2．光明中学为学生供应开水，用锅炉将500㎏的水从20℃加热到100℃，燃烧了12kg的无烟煤.[已知c水 =4．2×103J/（kg？℃）；q无烟煤 =3．4×107J/kg ] ，求：
（1）锅炉内500kg的水吸收的热量；（2）12kg无烟煤完全燃烧放出的热量；（3）此锅炉的效率（百分数结果保留一位小数）.
3．小明同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg。

他参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。

（1）若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，吸收的热量为多少？（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，他家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×107J/kg）
4．现代社会，“变废为宝”已成为节约能源的重要途径，例如“填埋”和“焚烧”垃圾都可发电，这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果．经研究表明每焚烧1t垃圾可发电8.1×108 J．请同学们计算一下1t垃圾发电产生的这些能量
（1）相当于完全燃烧多少kg的汽油放出的热量？（汽油的热值q=3×107 J/kg）
（2）可使效率为30%的汽车匀速前进多少km？（汽车匀速前进受到的摩擦力f=648N）
（3）如果这些能量全部被水吸收，可将多少kg 10℃的水烧开？[c水=4.2×103J/（kg？℃）在一个标准大气压下．结果保留整数]．
5．晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值．所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和．一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大．汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周．现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L，最大功率为74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为
5200r/min．汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14：1，压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg、密度为0.71×103kg/m3．请计算：
（1）这台发动机在最大功率时的热机效率．
（2）发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升？
6．学习了热学知识后，小宇通过实验得知，用电热壶将20℃、15Kg的水加热到100℃，需要1.05元电费；用液化气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的液化气。

已知水的比热C水=4.2×103J/Kg℃。

(1)如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/Kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/Kg，则需花费多少钱？
(2)煤炉的热能利用率仅为20%，请分析无烟煤炉效率低的原因是什么？
(3)如果某地区可以同时提供电、液化气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由
7．天燃气是目前人们比较普遍使用的燃气，而电磁炉是新一代的智能炉具。

为了比较它们耗
天燃气炉具（用气）电磁炉（用电）
热效率60% 热效率80%
天燃气价格2元/ m3电价0.5元/度
天燃气的热值 3.5×107 J/m3额定功率1000W
（2）若小明家一天所需热量相当于把50kg的水从20℃升高80℃，则他家一天需消耗多少热量？[C水=4.2×103J/(kg·℃）]
（3）上述热量若靠电磁炉提供，需耗电多少焦耳？若靠天燃气炉提供，需燃烧多少立方米的天然气？
参考答案：
1．答案： 0．5
解析：根据热平衡方程：Q吸=Q放，Q吸=cmΔt=4．2×103J/(㎏℃)×40㎏×(36℃-18℃)=3．024×106J Q放=mq×20%,得m=0．5㎏.
2．答案： 1．68×108J ,4．08×108J,41．2%
本题综合考查了热量的计算以及锅炉的效率，对公式的把握和运用是关键，做题时在认真审题，在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位。

,（1）∵m=500kg，c=4．2×103J/（kg？℃），t=100℃，t0=25℃，
∴水吸收的热量为：Q吸=cm（tt0）=4．2×103J/（kg？℃）×500Kg×（100℃25℃）=1．68×108J．（2）∵m无烟煤=12kg，q=3．4×107J/kg，
∴无烟煤完全燃烧放出的热量为：Q放=m无烟煤q=12Kg×3．4×107J/Kg=4．08×108J．
（3）锅炉的效率为：η=Q吸/Q放=1．68×108J/4．08×108J≈41．2%．
3．答案：（1）1.68×107J （2）0.3kg
解析：根据题意，知道水的质量，比热容以及水温度的变化量，根据Q吸=c水m水（t-t0）求出水吸收的热量；根据Q吸=70%Q放求出热水器放出的热量；再根据Q放= q气m气求出石油气燃烧的质量；
（1）Q吸=c水m水（t-t0）
=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃-20℃)
=1.68×107J
（2）Q吸=70%Q放
Q吸=70%q气m气
m气=Q吸/(70%q气)= 1.68×107J/(0.7×8.0×107J/kg)=0.3kg
考点：热量的计算公式
点评：解决本题的根据是回熟练应用热量计算公式Q吸=c水m水（t-t0）、Q放= q气m气求有关的题目。

4．答案： (1)27Kg；（2）375Km；（3）2.14×103Kg
解析：知道1t垃圾发电产生的能量W电，利用Q放=mq=W电求汽油的质量；因为汽车匀速前进，所以汽车的牵引力等于阻力，又知道W=30%×Q放，利用功的公式求汽车前进的距离；由题知，垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q吸=Q放，知道水的比热容、水的初温和末温，利用Q吸=cm水（t-t0）=Q放求水的质量．
解：（1）由题知，Q放=W电=8.1×108J，而Q放=mq，∴汽油的质量： m=Q放/ q =8.1×108J/ 3×107J/kg =27kg；
（2）∵汽车匀速前进，∴F=f=648N，由题知，W=Fs=30%×Q放=30%×8.1×108J=2.43×108J，
∴s=W/ F =2.43×108J/ 648N =375000m=375km；
（3）由题知，垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q吸=Q放=8.1×108J，∵Q吸=cm水（t-t0），
∴m水=Q吸/ c(t-t0) =8.1×108J /4.2×103J/(kg？℃)×(100℃-10℃) =2143kg．
答：（1）相当于完全燃烧27kg的汽油；（2）可供汽车匀速前进375km；（3）能把2143kg的10℃的水烧开．
5．答案：（1）21%；（2）22.7L．
解析：发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．先根据t=s/ v 求出时间，然后求出这段时间消耗的质量，再根据V′=m′/ ρ求出汽油的质量。

解：（1）这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功：W有=74×103W×60s=4.44×106J，在1min内转动5200r，吸入汽油和空气的混合气2600次，
1min内发动机消耗汽油的质量为：m=ρV=1.35kg/m3×1.8×10/ 9 ×10-3m3×2600×1/ 15
=0.468kg，
1min内汽油完全燃烧放出的热量W总=0.468kg×4.6×107J/kg≈2.15×107J，
这台发动机在最大功率时的热机效率η=W有/ W总 =4.44×106J/ 2.15×107J ≈21%；
（2）汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间：t=s/ v =100km /175km/h =4 /7 h≈34.3min，汽车每行使100km的耗油质量为m′=0.47kg/min×34.3min≈16.1kg，
汽车每行使100km的耗油体积：V′=m′/ ρ =16.1kg/ 0.71kg/L ≈22.7L．
答：（1）这台发动机在最大功率时的热机效率为21%；
（2）发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，汽车每百公里油耗为22.7升
6．答案： (1) 0.252元(2)煤不能完全燃烧；热量散失严重 (3)建议选择液化气，因为液化气价格适中，且污染较小（其他选择，理由充分在理也可）
解析：根据Q吸=Cm△t可计算水吸收的热量，根据η= Q吸/Q总×100%可计算所需的热量，根据Q放=qm可计算无烟煤的质量，进一步计算价格，比较价钱可知哪种最经济，但煤气和煤都会污染环境，要提高环保意识．
(1)把水加热需热量 Q=cm(t—t0)=5.04×106J
燃烧煤需放热 Q总=Q/20%=2.52×107J
燃烧煤的质量 m=Q总/q=0.74Kg
燃烧煤需花钱 0.34元/Kg×0.74Kg=0.252元
(2)煤不能完全燃烧；热量散失严重
(3)建议选择液化气，因为液化气价格适中，且污染较小（其他选择，理由充分在理也可）7．答案：（1）4.5A （2）1.68×107J （3）2.1×107J 0.8m3（1）电磁炉正常工作时的功率为1000W，根据P=UI可得，此时通过的电流：
I=P/U=1000W/220V≈4.5A；
（2）他家一天需消耗的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg？℃）×50kg×（100℃-20℃）=1.68×107J；
（3）若靠电磁炉提供，则需要消耗的电能：W= Q吸/80%=1.68×107J/80%=2.1×107J 若靠天燃气炉提供，所需天然气完全燃烧释放的热量：Q放= Q吸/60%=1.68×
107J/60%=2.8×107J，
根据Q放=Vq可得，若靠天燃气炉提供，则需燃烧天然气的体积：
V= Q放/q=2.8×107J/3.5×107J/m3 =0.8m3.
8．答案： 3000g；60％
解析：不计热量的损失。

由Q吸=Q放=qm得
m= Q吸/q=1.38×108J/4.6×107J/kg=3kg=3000g
又实际用煤油是m实=5kg 煤油放热为Q实=qm实=4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J
故煤油炉的效率是η= Q吸/Q实=1.38×108J/2.3×108J×100％=60％．答：需要完全燃烧煤油3000g ；某油炉的效率是60％。

9．答案： B
解析：提高炉子效率主要从尽量让燃料充分燃烧和减小散热来考虑。

A和C都能让燃料更充分燃烧；D减小散热；B只向炉内多加些煤，燃料不能充分燃烧，无法提高炉子效率，故选B。